CN101835102A - 一种用于无线局域网的队列管理方法以及无线接入设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够非节能站点正常进行多播/广播业务的接收的队列管理方法以及实现该方法的无线接入设备。设置1个DTIM总队列以及至少2个子队列，无线接入设备判断有处于节能模式的接入站点时，先将待发送的多播/广播报文根据匹配的报文分类规则入队到对应的子队列，然后将该报文入队到DTIM总队列；当子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列的头部报文时，将该报文从DIIM总队列中出队；当DTIM周期到或者所有站点均退出节能模式时，DTIM总队列发送队列中的所有多播/广播报文，同时所有子队列清空。
Description
技术领域
本发明涉及无线局域网通信领域，尤其涉及一种访问控制点的队列管理方法。
背景技术
在无线局域网(WLAN：Wireless Local Area Network)中，无线接入点(AP：Access Point)处于网络的中心，为站点(STA：Station)提供接入和数据收发服务。在现实环境中，AP常以路由器的形式出现，而站点则以个人电脑，笔记本，移动电话等形式出现。通过AP，站点可以访问WLAN外部的资源。同时，处于同一WLAN内部的站点之间不能直接通信，而必须通过对应的AP间接完成。
WLAN与有线LAN(局域网，Local Area Network)有一个显著的不同，即WLAN中，某些的站点对能耗比较敏感。对于那些由电池供电、支持WLAN技术的移动电话，笔记本等设备，当启用WLAN功能时，其收发器不停的消耗着电池能量。电能消耗即使在没有数据收发时也发生着，这会减少设备的持续工作时间，为此WLAN通过节能(PS：Power Save)管理来降低这种影响。
节能管理的基本思想为：当没有数据需要发送时，站点首先通知AP，该站点将进入节能模式，之后关闭收发器。在此期间，AP需要为进入节能模式的站点缓冲所有发向它的报文。站点周期性的查看是否有相应报文被缓冲在AP处，如果有则退出节能模式并进行报文收发，否则继续处于节能模式。
AP除了需要缓冲发向指定节能站点的单播报文外，还需要缓冲多播/广播报文。指定传输指示消息(Delivery Traffic Indication Message，简称DTIM)是AP常用的缓存机制，如果接入AP的站点中有处于节能模式的，且在此期间AP有多播/广播报文需要发送，则AP必须缓冲该报文到一个被称为多播节能缓冲队列DTIM队列。对于缓冲在DTIM队列中的报文，AP在两种情况下会发送：
1、DTIM周期到：AP会事先通告一个DTIM周期给所有站点。每当DTIM周期到达时，所有站点会临时退出节能模式而接收DTIM队列中的报文。
2、所有站点均退出节能模式：此时AP没有必要在DTIM队列中继续缓冲多播/广播报文。
如果AP按照上述方式对多播/广播报文进行缓冲和发送，则在某些情况下，处于非节能模式的站点(以下称为非节能站点)会产生被动节能(PSD：Power Saved)现象。PSD现象是针对非节能站点而言的。多播/广播报文是所有站点均需要接收的，由于处于节能模式的站点(以下称为节能站点)的存在，非节能站点不能立即接收到对应的多播/广播报文，而必须等待DTIM周期的到达。在等待DTIM周期的过程中，如果对应的多播/广播报文的流量大于AP的DTIM队列缓冲能力，则会有报文被丢弃。于是，非节能站点所接收到的多播/广播报文流量与节能站点所能接收到的广播/多播流量是相同的，该现象即为PSD，如图1所示。
PSD现象对多播视频业务的影响非常大，因为视频业务对QoS(带宽，丢包，时延，抖动)有严格的要求，但PSD的丢包非常严重，这会导致非节能站点的视频业务几乎无法正常开展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够非节能站点正常进行多播/广播业务的接收的队列管理方法以及实现该方法的无线接入设备。
一种用于无线局域网的队列管理方法，设置1个DTIM总队列以及至少2个子队列，无线接入设备判断有处于节能模式的接入站点时，先将待发送的多播/广播报文根据匹配的报文分类规则入队到对应的子队列，然后将该报文入队到DTIM总队列；当子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列的头部报文时，将该报文从DIIM总队列中出队；当DTIM周期到或者所有站点均退出节能模式时，DTIM总队列发送队列中的所有多播/广播报文，同时所有子队列清空。
具体包括以下步骤：
a、创建对应不同报文分类规则的子队列，并设置子队列长度的门限值；
b、设置每一个子队列的入队控制策略，
c、当待发向站点的多播/广播报文到达时，判断是否所有站点均退出节能模式，如是，直接发送该多播/广播报文；如否，进入步骤d；
d、判断和该报文匹配的分类规则对应的子队列，执行该子队列的入队控制策略；
e、根据入队控制策略，该多播/广播报文入队到对应的子队列以及DTIM总队列或者被丢弃。
设置至少一个子队列的报文入队控制策略为：如子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列头部报文后将当前多播/广播报文入队到该子队列尾部；否则，将该多播/广播报文直接入队到该子队列尾部；最后，将该多播/广播报文入队到DTIM总队列尾部。
设置至少一个子队列的报文入队控制策略为：如子队列的长度达到预设的门限值，则直接丢弃当前待发送的多播/广播报文；否则，直接将该多播/广播报文入队到该子队列尾部，最后，将该多播/广播报文入队到DTIM总队列尾部。
本发明设置多个子队列，待发向站点的多播/广播报文通过分类进入对应的子队列。每个子队列可以选择不同的入队控制策略。当选择为入队并发送队列头部报文时，被动节能问题得到解决，因为此时部分敏感数据不会由于拥塞而丢弃。当子队列选择尾部丢弃时，其行为功能等同于现有的DTIM总队列的入队策略。同时，所有多播/广播报文仍然按照到达的时间顺序被组织到DTIM总队列中，当DTIM周期到达或者所有站点为非节能站点时，发送DTIM总队列中的所有报文。每一个多播/广播报文只有一份，当待发送的多播/广播报文从子队列发送时，该报文同时从DIIM总队列中出队；当DTIM周期到或者所有站点均退出节能模式时，DTIM总队列发送队列中的所有多播/广播报文，同时所有子队列清空。
具体的，DTIM总队列长度为所有子队列的队列长度之和。
具体的，所述每个报文分类规则对应一个子队列，每个报文分类规则定义一组报文特征字段；提取待发向站点的多播/广播报文的特征字段，与报文分类规则定义的报文特征字段相匹配，匹配成功则该报文分类规则对应的子队列为该多播/广播报文对应的子队列。
所述报文特征字段包括IP地址、协议号、TCP/UDP端口号。
本发明的另一发明目的是，提供用一种无线接入设备，包括处理模块、1个DTIM总队列，分类器、至少2个子队列；
所述分类器用于，设置和每个子队列对应的报文分类规则，将待发送的多播/广播报文与设置的报文分类规则进行匹配，从而根据匹配结果选择对应的子队列；
所述处理模块用于，判断和待发送的多播/广播报文匹配的分类规则对应的子队列，并执行该子队列设置的入队控制策略；控制当待发送的多播/广播报文入队到对应的子队列后，将该报文入队到DTIM总队列；并控制当子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列的头部报文时，将该报文从DTIM总队列中出队；以及控制当DTIM周期到或者所有站点均退出节能模式时，DTIM总队列发送队列中的所有多播/广播报文，同时所有子队列清空；
所述DTIM总队列缓冲单元用于，存储多播/广播报文；
具体的，至少一个子队列的报文入队控制策略设置为：如子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列头部报文后将当前多播/广播报文入队到该子队列尾部；否则，该多播/广播报文直接入队到该子队列尾部；最后，将该多播/广播报文入队到DTIM总队列尾部。
具体的，DTIM总队列长度为所有子队列的队列长度之和。
本发明的有益效果是，通过将敏感数据入队到子队列进行发送，处于非节能站点不会出现被动节能问题，即能够正常进行敏感务报文的接收，而不会受到其它节能站点的影响；同时兼容原始DTIM处理方式。
附图说明
图1为现有技术中被动节能示意图；
图2为本发明实施例无线接入设备示意图；
图3为本发明实施例队列管理示意图，其中SQ表示子队列。
具体实施方式
图2所示，无线接入设备，包括处理模块、DTIM总队列、分类器、多个子队列(子队列1、子队列2、…、子队列n)；DTIM总队列的长度设定为所有子队列的长度和；每个子队列中预设有门限值。
关于子队列设置，可以根据关注的敏感业务报文不同进行设置。一股来说可以设置2个子队列，例如可以设置敏感的多播视频业务报文子队列、非多播视频业务报文子队列。对于非多播视频业务报文的子队列可以采用兼容现有DTIM队列管理方法，如子队列的长度达到预设的门限值，则直接丢弃准备进入该子队列的报文；否则，直接将该多播/广播报文缓冲至该子队列尾部，并将该报文入队到DTIM总队列的尾部。对于敏感的多播视频业务报文，可以设置对应子队列的入队策略为，如子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列的头部报文并将该多播视频业务报文缓冲至该子队列尾部；这样保证了多播视频业务报文不被丢弃并被发送的非节能模式的站点。
所述分类器用于，设置和每个子队列对应的报文分类规则，将待发送的多播/广播报文与设置的报文分类规则进行匹配，从而根据匹配结果选择对应的子队列。
所述处理模块用于，判断和待发送的多播/广播报文匹配的分类规则对应的子队列，并执行该子队列设置的入队控制策略；控制当待发送的多播/广播报文入队到对应的子队列后，将该报文入队到DTIM总队列；并控制当子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列的头部报文时，将该报文从DTIM总队列中出队；以及控制当DTIM周期到或者所有站点均退出节能模式时，DTIM总队列发送队列中的所有多播/广播报文，同时所有子队列清空；
所述DTIM总队列缓冲单元用于，存储多播/广播报文；
所述子队列缓冲单元用于，存储分类后的多播/广播报文报文。
无线接入设备执行的具体步骤如下：
步骤301，无线接入设备启动时创建一个分类器，该分类器由对应不同子队列的报文分类规则组成。每个报文分类规则定义一组报文特征字段，如IP地址，协议号，TCP/UDP端口号等外，且每个报文分类规则对应一个子队列。报文能够进入子队列的前提是，报文的特征字段必须与报文分类规则所定义的报文特征字段相匹配；
分类器可以设置至少两个报文分类规则如：1、敏感的多播视频业务报文分类规则，其定义的报文特征字段符合承载多播视频业务的报文的特性；2、非多播视频业务报文分类规则，其定义的报文特征字段不符合承载多播视频业务的报文的特性；
步骤302，每个子队列可以选择不同的拥塞控制机制作为入队控制策略，它们是：
机制A：如子队列缓冲单元的队列长度达到预设的门限值，则直接丢弃准备进入该子队列缓冲单元的报文；否则，直接将该非多播视频业务缓冲至该子队列缓冲单元的队列尾部；
机制B：如子队列缓冲单元的队列长度达到预设的门限值，发送该子队列头部报文并将该多播视频业务报文缓冲至该子队列缓冲单元的队列尾部；否则，直接将该多播视频业务报文缓冲至该子队列缓冲单元的队列尾部；
在步骤301中创建的多播视频业务报文分类规则对应的子队列选择机制B作为入队控制策略，而非多播视频业务报文分类规则对应的子队列选择机制A作为入队控制策略，如图3所示；
步骤303，当到达并需要无线接入设备发送到无线站点的报文为多播/广播报文时，处理模块做如下判断：如果此时没有处于节能模式的站点时，则直接发送该报文；否则，从步骤304开始后续处理；
步骤304，处理模块首先把该报文组织到DTIM总队列的尾部，即报文按照先进先出的方式进入DTIM总队列并等待发送；
步骤305，无线接入设备接着通过步骤301中创建的分类器决定该报文所属子队列，处理模块按照对应子队列的入队控制策略决定是丢弃该报文，还是组织到队列尾部：
显然，通过步骤304和步骤305的处理后，多播/广播报文要么被丢弃，要么进入了队列。如果是后者，报文会同时存在两个队列中，即DTIM总队列和根据分类器决定的子队列。
步骤306，当DTIM周期到达或者没有站点处于节能模式时，无线接入设备发送DTIM总队列中的所有报文。
步骤307，由于缓冲的多播/广播报文同时属于DTIM总队列和根据分类器决定的子队列，故无线接入设备发送报文时需要同时解除报文与两个队列的关系。
Claims (10)
1.一种用于无线局域网的队列管理方法，其特征在于，设置1个DTIM总队列以及至少2个子队列，无线接入设备判断有处于节能模式的接入站点时，先将待发送的多播/广播报文根据匹配的报文分类规则入队到对应的子队列，然后将该报文入队到DTIM总队列；当子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列的头部报文时，将该报文从DTIM总队列中出队；当DTIM周期到或者所有站点均退出节能模式时，DTIM总队列发送队列中的所有多播/广播报文，同时所有子队列清空。
2.如权利要求1所述一种用于无线局域网的队列管理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
a、创建至少2个对应不同报文分类规则的子队列，并设置子队列长度的门限值；
b、设置每一个子队列的入队控制策略，
c、当待发向站点的多播/广播报文到达时，判断是否所有站点均退出节能模式，如是，直接发送该多播/广播报文；如否，进入步骤d；
d、判断和该报文匹配的分类规则对应的子队列，执行该子队列的入队控制策略；
e、根据入队控制策略，该多播/广播报文入队到对应的子队列以及DTIM总队列或者被丢弃。
3.如权利要求1所述一种用于无线局域网的队列管理方法，其特征在于，设置至少一个子队列的报文入队控制策略为：如子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列头部报文后将当前多播/广播报文入队到该子队列尾部；否则，将该多播/广播报文直接入队到该子队列尾部；最后，将该多播/广播报文入队到DTIM总队列尾部。
4.如权利要求3所述一种用于无线局域网的队列管理方法，其特征在于，设置至少一个子队列的报文入队控制策略为：如子队列的长度达到预设的门限值，则直接丢弃当前待发送的多播/广播报文；否则，直接将该多播/广播报文入队到该子队列尾部，最后，将该多播/广播报文入队到DTIM总队列尾部。
5.如权利要求1所述一种用于无线局域网的队列管理方法，其特征在于，DTIM总队列长度为所有子队列的队列长度之和。
6.如权利要求1-5任一项所述一种用于无线局域网的队列管理方法，其特征在于，所述每个报文分类规则对应一个子队列，每个报文分类规则定义一组报文特征字段；提取待发向站点的多播/广播报文的特征字段，与报文分类规则定义的报文特征字段相匹配，匹配成功则该报文分类规则对应的子队列为该多播/广播报文对应的子队列。
7.如权利要求6所述一种用于无线局域网的队列管理方法，其特征在于，所述报文特征字段包括IP地址、协议号、TCP/UDP端口号。
8.无线接入设备，其特征在于，包括处理模块、1个DTIM总队列，分类器、至少2个子队列；
所述分类器用于，设置和每个子队列对应的报文分类规则，将待发送的多播/广播报文与设置的报文分类规则进行匹配，从而根据匹配结果选择对应的子队列；
所述处理模块用于，判断和待发送的多播/广播报文匹配的分类规则对应的子队列，并执行该子队列设置的入队控制策略；控制当待发送的多播/广播报文入队到对应的子队列后，将该报文入队到DTIM总队列；并控制当子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列的头部报文时，将该报文从DTIM总队列中出队；以及控制当DTIM周期到或者所有站点均退出节能模式时，DTIM总队列发送队列中的所有多播/广播报文，同时所有子队列清空；
所述DTIM总队列用于，存储多播/广播报文；
所述子队列用于，存储分类后的多播/广播报文。
9.如权利要求8无线接入设备，其特征在于，至少一个子队列的报文入队控制策略设置为：如子队列的长度达到预设的门限值，发送该子队列头部报文后将当前多播/广播报文入队到该子队列尾部；否则，该多播/广播报文直接入队到该子队列尾部；最后，将该多播/广播报文入队到DTIM总队列尾部。
10.如权利要求8无线接入设备，其特征在于，DTIM总队列长度为所有子队列的队列长度之和。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130703 |